鎂合金壓鑄工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的數(shù)值模擬研究.pdf

1、鎂合金的主要成形方式是高壓鑄造，但是在大型復(fù)雜鎂合金件壓鑄工藝設(shè)計(jì)方面鮮有準(zhǔn)則供參考，為降低鎂合金壓鑄生產(chǎn)成本，增強(qiáng)鎂合金競爭優(yōu)勢，探討鎂合金壓鑄工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是必然的。
　　 為了客觀研究鎂合金熔體在壓力驅(qū)動(dòng)下的流動(dòng)充型特征與充型質(zhì)量間的關(guān)系，本文對(duì)復(fù)雜壓鑄件結(jié)構(gòu)進(jìn)行單元化處理，抽象分割出具有普遍代表意義的不同結(jié)構(gòu)單元；然后根據(jù)流動(dòng)充型原理，對(duì)不同結(jié)構(gòu)單元設(shè)計(jì)了不同特征的澆注系統(tǒng)（如：內(nèi)澆口厚度、扇形橫澆道截面積縮減率和長寬比、

2、切向橫澆道流向角和兩個(gè)不同澆口間距與流向角的扇形澆道），并數(shù)值分析了在內(nèi)澆口速度為40m/s，金屬液和模具的溫度分別為680℃，200℃的壓鑄造工藝條件下，不同澆道參數(shù)下鎂合金熔體充填型腔的流態(tài)、卷氣傾向和型腔氣體壓力變化，以期為鎂合金壓鑄工藝設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，并獲得以下研究結(jié)果：
　　 ①根據(jù)鑄件質(zhì)量要求劃分鑄件主干型腔，并將澆注系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)填充場與主干型腔重合以單元化鑄件，并抽象分成三類：平板類、半框Ⅰ和Ⅱ型。
　　 ②

3、提出“卷氣百分比大于20％區(qū)域大小與分布及卷氣百分比峰值”作為綜合評(píng)價(jià)壓鑄充填質(zhì)量的參數(shù)，當(dāng)兩者皆小為最佳，前者小而后者大次之，兩者均大為最次。
　　 ③內(nèi)澆口參數(shù)方面：在橫澆道流向角為28°下，平板類鑄件充填質(zhì)量隨內(nèi)澆口厚度與鑄件厚度比值r增大先變優(yōu)后變差，在r=0.25時(shí)達(dá)到峰值；半框類鑄件充填質(zhì)量隨r增加而變差，r=0.15時(shí)為最佳。
　　 ④扇形橫澆道參數(shù)方面：在內(nèi)澆口與鑄件厚度比r=0.25下，平板類鑄件

4、填充質(zhì)量，在扇形長寬比w=1.25時(shí)隨截面縮減率增加而變差，在w=0.75時(shí)則隨增加而變優(yōu)，在w=1時(shí)隨增加先變優(yōu)后變差=60％為最佳；半框類鑄件填充質(zhì)量，在w=1.25時(shí)隨增加而變差，w=1時(shí)隨增加而先變差后變優(yōu)，w=0.75時(shí)隨增加變化較小且均較前兩組差。
　　 ⑤切向橫澆道參數(shù)方面：在內(nèi)澆口與鑄件厚度比r=0.25下，平板類鑄件充填質(zhì)量隨流向角增加先變優(yōu)后變差，在=35°達(dá)到最佳；半框類鑄件填充質(zhì)量則隨流向角增加變優(yōu)，在

5、=45°時(shí)達(dá)到最佳。
　　 ⑥兩澆口相互作用方面：在內(nèi)澆口與鑄件厚度比r=0.25下，平板類鑄件充填質(zhì)量，在澆口間距為5mm時(shí)隨流向角增加而變優(yōu)，在澆口間距為10mm時(shí)隨流向角增加先變優(yōu)后變差，在澆口間距為20mm時(shí)隨流向角增加而變差；半框Ⅰ類鑄件填充質(zhì)量，在澆口間距為5mm時(shí)隨流向角增大而變優(yōu)，在澆口間距為10mm時(shí)變化較小均較差，在澆口間距為20mm隨流向角增大而先變優(yōu)后變差；對(duì)于半框Ⅱ型鑄件充填質(zhì)量，隨切向澆道流向角增加